Обширные территории Парижского бассейна (Северо-Французской низменности) относятся к зоне умеренного умеренно-морского климата. Благодаря равнинному характеру геологического строения региона - он продолжает оставаться, как и западное побережье Франции, под влиянием воздушных масс с океана. Горы Шварцвальд и Арденны, расположенные на границе Франции с Бельгией и Германией защищают регион от проникновения на ее территорию холодных воздушных масс со Скандинавского полуострова и Балтийского моря, а также из континентальной Европы. В связи с этим на территории Парижского бассейна обусловлен умеренно-морской тип климата с относительно теплыми зимами.

Однако, несмотря на такую относительную изолированность земель Парижского бассейна, при удалении от морского побережья вглубь материка все же наблюдается постепенный переход от умеренно-морского типа климата к умеренно-континентальному. Например, средняя температура января постепенно понижается при переходе вглубь страны: в г. Лаваль этот показатель составляет + 5,3 ° C, в г. Шатору + 3,9 ° C, в Лилле + 3,4 ° С, а в Нанси уже всего +1,8 ° С. Лето, напротив, при удалении от атлантического побережья вглубь Франции становится более теплым: средняя температура июля в г. Норд-Па-де-Кале составляет + 17,5 ° C, а в г. Шатору + 20 ° C. Разница средних температур зимнего и летнего периодов также увеличивается в этом направлении, оставаясь при этом (благодаря влиянию океанических воздушных масс) достаточно умеренной: 13,6 ° C и 13,9 ° C в Нанте или Руане, а в Нанси этот показатель достигает 17 ° C.

На территории Парижского бассейна, особенно вдали от морского побережья, ослабевает влияние ветров. Однако иногда все же и сюда приходят штормы и ураганы. В регионе выпадает достаточное количество осадков, в основном благодаря все тем же океаническим воздушным массам. В среднем, количество дней с осадками в регионе составляет 120 дней в году. Однако их количество более равномерно распределяется на протяжении года, нежели на самом побережье. Ближе к восточной границе Франции влажный сезон постепенно переходит с осенне-зимнего периода (Лаваль, Анже, Ле-Ман) на летний (Нанси, Шомон). При этом в низинах и на равнинах (долины Луары, центральная часть Парижского бассейна) выпадает относительно небольшое количество осадков (Шартр 573 мм/год, Реймс 618 мм/год), а в холмистой местности осадки становятся более обильными (Бар-ле-Дюк 1038 мм/год).

Среднегодовое количество солнечных часов увеличивается по направлению с севера на юг и колеблется от 1 440 часов (в Арденнах, Шарлевиль-Мезьер), 1 605 ч. в Меце, 1 617 ч. в Лилле, до 1 763 часа в Невере и 1 836 часов в Шатору. Зимой продолжительность солнечного сияния в регионе спадает из-за большой влажности воздуха и частых туманов.